Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP6888785B2 - 車載用表示装置 - Google Patents

車載用表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6888785B2
JP6888785B2 JP2018016091A JP2018016091A JP6888785B2 JP 6888785 B2 JP6888785 B2 JP 6888785B2 JP 2018016091 A JP2018016091 A JP 2018016091A JP 2018016091 A JP2018016091 A JP 2018016091A JP 6888785 B2 JP6888785 B2 JP 6888785B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
fulcrum
directional mirror
directional
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018016091A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019133039A (ja
Inventor
加藤 市郎
市郎 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alpine Electronics Inc filed Critical Alpine Electronics Inc
Priority to JP2018016091A priority Critical patent/JP6888785B2/ja
Priority to US16/223,555 priority patent/US10782523B2/en
Priority to EP19153296.9A priority patent/EP3521885B1/en
Priority to CN201910095999.5A priority patent/CN110103825B/zh
Publication of JP2019133039A publication Critical patent/JP2019133039A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6888785B2 publication Critical patent/JP6888785B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/008Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/02Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • B60R11/0229Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof for displays, e.g. cathodic tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0001Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
    • B60R2011/0003Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position inside the vehicle
    • B60R2011/0005Dashboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0042Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by mounting means
    • B60R2011/008Adjustable or movable supports
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
    • G02B2027/0121Parasitic image effect attenuation by suitable positioning of the parasitic images
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/015Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • G02B2027/0159Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0179Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0181Adaptation to the pilot/driver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Description

本発明は、車両の運転者が、ウインドシールドガラスやコンバイナー部などのハーフミラー部を透して、その前方に形成された虚像を目視できるように構成された車載用表示装置に関する。
特許文献1と特許文献2に、ヘッドアップディスプレイ装置として使用される車載用表示装置に関する発明が記載されている。
いずれの文献に記載された車載用表示装置も、画像を投影する投影光を出力する投影部と、前記投影部からの投影光を反射し、その反射光をハーフミラー部であるウインドシールドガラスまたはコンバイナー部に向けて指向させるミラーを有している。ミラーからの反射光がハーフミラー部で半反射されて運転者の眼に与えられて、運転者が、ハーフミラー部の前方に結像する虚像を目視できるようになる。
この種の車載用表示装置は、投影部にレンズが設けられ、前記ミラーが凹面鏡で形成されて、投影部で生成される表示像が、拡大されて虚像として結像する。虚像の拡大率は、レンズと凹面鏡の倍率によって決められる。イグニッションスイッチがオフとされて車載用表示装置が使用されていないときに、外光(太陽光)がハーフミラー部を透過して入り込むと、その外光がミラーで反射され投影部のレンズに入射する。このとき、外光は投影部に向けて集光されるため、投影部が高温になって光源の劣化やLCDの劣化が生じる原因となる。
そこで、特許文献1に記載された車載用表示装置では、ミラー(反射部材12)が、上下端部の中央に設けられた軸部13aを支点として揺動できるように支持されており、駆動手段14によって、反射部材12が回動させられるようになっている。図2に示されているように、反射部材12の回動角度は、アイレンジCと、このアイレンジCを超えた下限位置Bの間で調節できるようになっている。反射部材12の角度をアイレンジCの範囲内で変化させることで、運転者の視野範囲で虚像の位置を調節できる。また、反射部材12を下限位置Bまで回動させると、外光(太陽光)が投影部(表示器11)に向けて反射されなくなる。
特許文献2に記載された車載用表示装置は、ミラー30が、その上端部30Aを支点として回動できるようになっている。イグニッションオンのときは、ハーフミラー部であるコンバイナー部50Aに画像が投影されて運転者が虚像54を目視可能となる。イグニッションオフになると、ミラーユニット60は、その下端部が後方に向けて回動させられ、虚像54が徐々に下方に向かって移動しながら消されるように表示される。これにより、外光がプロジェクターユニット10に影響を与えるのを防止している。
特開2004−90713号公報 特開2007−86226号公報
特許文献1に記載された車載用表示装置は、反射部材12が、上端部と下端部の中点に設けられた軸部13aを中心として回動する構造であるため、反射部材12の角度を、図2に示すアイレンジCの範囲を超えた下限位置Bに設定するためには、反射部材12を、軸部13aを中心として時計方向へ大きく回動させることが必要になる。このとき、反射部材12の下端部を表示器11から離れる方向である後方へ大きく移動させなくてはならないため、ハウジング20の内部スペースを後方へ広げることが必要になり、結果として装置の小型化を阻害することになる。
特許文献2に記載された車載用表示装置は、イグニッションスイッチがオフのときに、ミラー30は、その上端部30Aを支点とし、下端部がプロジェクターユニット10から離れる方向である後方へ大きく回動する構造である。そのため、下端部を後方へ移動させるために、ケース16の後方への奥行寸法を広げることが必要である。また、ミラー30を、上端部30Aを支点として回動させる構造では、その下端部を前後に動かしたときのミラー30の反射角度の変化がわずかである。よって、特許文献2の構造を利用して、運転者の視野範囲で虚像の位置を調節しようとすると、下端部を前後に大きく動かす必要があり、ケース16の内部に余分な移動スペースが必要になる。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、虚像の結像位置を調節するための指向ミラーの調節動作と、外光が投影部に影響を与える影響を低減させるための指向ミラーの退避動作とを、効率よく行うことができ、しかも指向ミラーを回動させるための動作スペースを狭くすることができる車載用表示装置を提供することを目的としている。
本発明は、投影光を出力する投影部と、前記投影光を反射して、その反射光を運転席前方に位置するハーフミラー部に向けて斜め上向きに指向させる指向ミラーと、が設けられている車載用表示装置において、
前記指向ミラーに設けられて、前記指向ミラーの上端部と下端部との間に位置する揺動支点部と、前記揺動支点部を支持する支点支持部、および前記揺動支点部を前記支点支持部に押圧するための付勢力を前記指向ミラーに与える付勢部材と、
前記支点支持部よりも上方に位置して前記指向ミラーの反射面とは逆側の背部に対向する対向支持部と、
前記支点支持部よりも下側で前記指向ミラーに力を与えて、前記揺動支点部が前記支点支持部に支持された状態で前記指向ミラーを揺動させる調節動作、ならびに前記指向ミラーに反射方向の前方へ向く力を与えて、前記背部を前記対向支持部に当接させ、その当接部を支点として、前記指向ミラーを、前記揺動支点部が前記支点支持部から離れた状態で回動させる退避動作を、行う駆動部と、
が設けられていることを特徴とするものである。
本発明の車載用表示装置は、前記調節動作によって、前記ハーフミラー部の前方に生成される虚像と運転席との相対位置が調節され、
前記退避動作によって、前記指向ミラーで外光を反射した外光反射光が前記投影部に影響を与えない向きとなるように、前記指向ミラーの姿勢が設定されるものである。
本発明の車載用表示装置は、前記投影部と前記指向ミラーとの間に、前記投影部で出力される投影光を前記指向ミラーに向ける中間ミラーが設けられているものであってもよい。
本発明の車載用表示装置は、前記指向ミラーと前記中間ミラーの少なくとも一方が、凹面鏡である。
本発明の車載用表示装置は、前記駆動部に、前記調節動作と前記退避動作とを一連の動作として行うアクチュエータが設けられているものが好ましい。
ただし、前記駆動部に、調節動作において、指向ミラーを、揺動支点部を中心として回動させるアクチュエータと、退避動作において、移動ミラーを、前記当接部を支点として反射方向の前方へ移動させるアクチュエータとを別の機構として設けることも可能である。
本発明の車載用表示装置は、調節動作において、指向ミラーを、その上端部と下端部の間に設定された揺動支点部を中心として揺動させて、反射角度を変化させているため、指向ミラーの角度を調節範囲内で変化させるときの指向ミラーの上端部と下端部の移動量を小さくでき、指向ミラーを狭い回動スペース内で回動させて、精密な調節作業を行うことができるようになる。
また、退避動作では、指向ミラーを、揺動支点部よりも上方に設定される当接部を支点とし、反射方向の前方に向けて移動させているため、指向ミラーの上端部を、調節動作での調節範囲を大きく超えて後方へ移動させる必要がなくなる。これにより、装置内に指向ミラーの回動範囲を確保するための広いスペースを確保する必要がなくなる。
本発明の実施形態の車載用表示装置が車両に搭載されている状態を示す説明図、 本発明の実施形態の車載用表示装置の部品構成を示す説明図であり、調節動作を行っている状態を示す、 本発明の実施形態の車載用表示装置の部品構成を示す説明図であり、退避動作を行っている状態を示す、 本発明の実施形態の車載用表示装置に設けられた指向ミラーおよび駆動部の構造を示す拡大図であり、表示動作を行っている状態を示す、 本発明の実施形態の車載用表示装置に設けられた指向ミラーおよび駆動部の構造を示す拡大図であり、退避動作を行っている状態を示す、
図1に、本発明の実施の形態の車載用表示装置10が、車両の一例である自動車1に搭載された構造が示されている。
自動車1には、ボンネット部2と天井部3との間にウインドシールドガラス4が装着されており、ウインドシールドガラス4で、車室空間5と、車両の前方の外部空間6とが仕切られている。ウインドシールドガラス4は湾曲しており、車室空間5にウインドシールドガラス4の内面が向けられ、前方の外部空間6にウインドシールドガラス4の外面が向けられている。本発明の実施形態では、ウインドシールドガラス4が凹曲面を有するハーフミラー部として機能する。
なお、ウインドシールドガラス4の代わりにコンバイナー部がハーフミラー部として使用されてもよい。コンバイナー部は反透光性の合成樹脂材料などで形成されており、ウインドシールドガラス4よりも車室内側に配置される。
車室空間5に運転席7が設けられ、その前方にステアリングホイール8が設けられている。車室空間5の前方にダッシュボード9が設けられており、このダッシュボード9の内部に、車載用表示装置10が埋め込まれて設けられている。車載用表示装置10は、いわゆるヘッドアップディスプレイ(HUD)装置である。
図1ないし図5に示すY1−Y2方向とZ1−Z2方向は、自動車1の車体を基準とした向きである。Y1方向は、自動車1の車体を基準とした前方で、Y2方向は車体を基準とした後方である。Z1方向は車体を基準とした上方向で、Z2方向は車体を基準と下方向である。
図2と図3に、車載用表示装置10の構造が示されている。
車載用表示装置10は、筐体11を有している。筐体11は、前方(Y1方向)に向けられた前側部11aと、後方(Y2方向)に向けられた後側部11b、および下方向(Z2方向)に向けられた底部11cを有している。筐体11には、斜め上向きの前方(Y1方向で且つZ1方向)に開口する開口部11dが形成されている。ハーフミラー部であるウインドシールドガラス4は、開口部11dの斜め上向きの前方に対向している。
筐体11の内部空間の下方位置に投影部20が設けられている。投影部20は、LEDなどの光源21を有している。自動車のイグニッションスイッチがオンとされると光源21が点灯する。図2に示すように、投影部20には、光源21からの光が通過するレンズ22と、レンズ22を経た光束L1を反射する平面ミラー23と、平面ミラー23による光束L1の反射光L2を透過させる画像生成部24と、が設けられている。画像生成部24は透過型の液晶表示セルを有している。投影部20の画像生成部24を透過した投影光L3は斜め上向きの前方に向けて出力される。
なお、投影部20は、透過型の液晶表示セルで投影光を生成する構造の他に、LCOS素子を使用したものや、反射型デバイスであるDLPプロジェクタを使用したものであってもよい。
筐体11の内部では、投影部20の斜め上向きの前方で、且つ筐体11の前側部11aの内側に、中間ミラー12が固定されて設けられている。中間ミラー12は、凹面鏡であり、その反射面12aが後方の斜め下方に向けられている。投影部20から出力された投影光L3は、中間ミラー12の反射面12aで反射されて中間反射光L4となる。
筐体11の後側部11bの内側に、指向ミラー30が設けられている。指向ミラー30は、凹面鏡31とこれを保持する支持体32を有している。凹面鏡31の反射面31aは、前方に向けられている。支持体32の背部すなわち指向ミラー30の背部32aは、筐体11の後側部11bの内面に向けられている。
指向ミラー30は、筐体11の開口部11dに近い位置にあり、ハーフミラー部であるウインドシールドガラス4が位置する上方(Z1方向)に向けられた上端部33と、筐体11の底部11cに向けられた下端部34とを有している。指向ミラー30の支持体32には、上端部33と下端部34との間に揺動支点部35が設けられている。揺動支点部35は、指向ミラー30において、図2と図3の紙面と直交する方向であるの両側部に設けられている。
揺動支点部35は、上端部33と下端部34との間に設けられているが、ここでの「間」とは、上端部33と下端部34を除いた上端部33から下端部34までのいずれかの位置を意味している。ただし、好ましくは、揺動支点部35は、上端部33と下端部34との間の中点、すなわち上端部33から下端部34までの反射面31aに沿った距離の半分の位置に設けられる。
図4と図5に示すように、筐体11の後側部11bの内側に支点支持部13が固定されて設けられている。支点支持部13は、前後方向(Y1−Y2方向)に延びて上に向けられた水平支持面13aと、上下方向(Z1−Z2方向)に延びて前方に向けられた垂直支持面13bを有している。水平支持面13aと垂直支持面13bの境界部には、直角の支持角部13cが形成されている。
支点支持部13の垂直支持面13bに付勢部材である板ばね14の基部が埋設されて固定されている。板ばね14は、揺動支点部35に当接し、板ばね14の弾性力によって、揺動支点部35が支点支持部13の支持角部13cに押し付けられている。実施形態では、板ばね14によって、揺動支点部が直接に押圧されているが、板ばね14によって、指向ミラー30の支持体32が押されて、揺動支点部35が支点支持部13に押し付けられてもよい。また、付勢部材は板ばね14に限られず、引っ張りコイルばねや圧縮コイルばねを使用してもよい。
図2と図3に示すように、筐体11の内部には、指向ミラー30の下端部34に力を与える駆動部40が設けられている。図4と図5に示すように、実施形態の車載用表示装置10では、駆動部40に単一のアクチュエータ41が設けられている。
アクチュエータ41では、指向ミラー30の下端部34にラック42が固定されている。ラック42の歯部42aは前方の斜め下方向に向けられている。歯部42aは連続するピッチ円42pを有している。ピッチ円42pは、指向ミラー30に設けられた揺動支点部35の軸芯を中心とする一定の半径Rの円弧に沿って延びている。
アクチュエータ41には、ピニオン歯車43が設けられている。ピニオン歯車43は、筐体11の内部に固定された歯車軸43aに回転自在に支持されている。筐体11の内部には、モータ44と、モータ44の回転出力を減速してピニオン歯車43に伝達する減速歯車列45が設けられている。なお、減速歯車列45の詳しい構造の図示は省略している。図4と図5に示すように、前記板ばね14は、ラック42の歯部42aを、常にピニオン歯車43に押し付けてバックラッシュの影響を防止するための付勢部材としても機能している。
筐体11の後側部11bの内面の上部に、対向支持部15が設けられている。対向支持部15は、前方(Y1方向)に向く当接面15aの摩擦係数が低くなるように合成樹脂材料で形成されている。あるいは、筐体11の後側部11bの内面の一部がそのまま対向支持部15として使用されてもよい。
図2には、駆動部40のアクチュエータ41を動作させて、調節動作をおこなうときの、指向ミラー30の時計方向での回動限界姿勢がαで示され、反時計方向での回動限界姿勢がβで示されている。対向支持部15は、支点支持部13よりも上方に位置して、指向ミラー30の背部(支持体32の背部)32aに対向している。指向ミラー30が調節動作における反時計方向への回動限界姿勢αを超えて、さらに反時計方向に回動すると、背部32aが対向支持部15に当接する。
次に、車載用表示装置10の動作を説明する。
自動車のイグニッションスイッチがオンになると、車載用表示装置10は図2と図4に示す状態に設定される。駆動部40のアクチュエータ41では、ピニオン歯車43によってラック42が後方(Y2方向)に送られている。よって、指向ミラー30の背部32aが対向支持部15から離され、板ばね14の付勢力で、揺動支点部35が、支点支持部13の支持角部13cに押し付けられている。
この状態で、投影部20において、光源21が点灯させられて、レンズ22を透過した光束L1が平面ミラー23で反射され、その反射光L2が画像生成部24を透過して、画像生成部24で生成された画像を伴った投影光L3が出力される。投影光L3は中間ミラー12の反射面12aで反射され、中間反射光L4となって、指向ミラー30に向けられる。さらに、中間反射光L4が、指向ミラー30の凹面鏡31の反射面31aで反射され、その指向反射光L5が、筐体11の開口部11dに設けられた透光性のカバー(図示せず)を透過して、ウインドシールドガラス4に照射される。
ウインドシールドガラス4はやや湾曲したハーフミラー部として機能する。指向ミラー30で反射された指向反射光L5は、ウインドシールドガラス4の内面で照射されて、光の一部が運転席7に着席している視認者(運転者)Dの眼に向けて集光される。その結果、視認者Dの眼により、ウインドシールドガラス4の前方の外部空間6に結像する虚像Iを目視することが可能になる。
レンズ22の倍率、および中間ミラー12と指向ミラー30の拡大率(曲率)によって、投影部20の画像生成部24で生成された画像は、拡大されて虚像Iとして結像される。
虚像Iの上下方向(Z1−Z2方向)での結像位置は、図2に示す指向反射光L5の上下方向の指向角度によって変化する。そこで、車載用表示装置10では、駆動部40のアクチュエータ41を動作させ、虚像Iの結像位置を上下に移動させて、虚像Iを視認者Dの眼の高さ位置に合わせるための調節動作、すなわち運転席7と虚像Iとの相対位置を調節するための調節動作を行うことが可能となっている。
調節動作は、インストルメントパネルやステアリングホイール8に設けられた操作部を操作し、アクチュエータ41に設けられたモータ44を動作させることで行われる。あるいは、視認者(運転者)Dの情報が予めメモリされており、運転席7のセンサで視認者Dが識別されたときに、メモリから情報が引き出され、その情報に基づいてモータ44が制御されて。調節動作が行われる。
図4に示すアクチュエータ41において、モータ44によってピニオン歯車43を正転させまたは逆転させると、ラック42が前方または後方へ移動させられる。図2に示すように、調節動作では、指向ミラー30が、時計方向への回動限界姿勢αと反時計方向への回動限界姿勢βとの間で回動させられて、停止したときの指向ミラーの反射角度が調節させられる。
回動限界姿勢α―βの範囲では、指向ミラー30が対向支持部15に当たることがないため、揺動支点部35は、支点支持部13の支持角部13cに当接した状態に維持される。ラック42の歯部42aは、揺動支点部35の軸芯を中心とする半径Rのピッチ円42pを有しているため、ピニオン歯車43の回転により、指向ミラー30は揺動支点部35の軸芯を中心とし、その角度が、回動限界姿勢αと回動限界姿勢βとの間で変化させられる。これにより、指向反射光L5の斜め上向きの指向角度が変化させられ、虚像Iの高さ位置が、視認者Dの眼の高さに合わせて調節させられる。
この調節動作では、指向ミラー30は、上端部33と下端部34の間に位置する揺動支点部35、好ましくは上端部33と下端部34の鏡面に沿う長さ寸法の半分となる中点に位置する揺動支点部35を中心として角度姿勢が調節される。アクチュエータ41からの力が与えられる下端部34と、揺動支点部35との距離が短いため、ピニオン歯車43の回動角度が小さくても、指向ミラー30の角度を大きく変化させることができる。また、指向ミラー30が上端部33と下端部34との間に位置する揺動支点部35を中心として揺動するため、回動限界姿勢αと回動限界姿勢βとの間での、上端部33の前後の移動距離と、下端部34の前後の移動距離も小さくなる。よって、比較的狭い回動スペース内で、指向ミラー30の角度姿勢を大きく変化させることができ、虚像Iの結像位置を上下に大きく変化させて設定することが可能となる。
次に、イグニッションスイッチをオフするなどして車載用表示装置10の表示動作が停止させられると、車載用表示装置10では退避動作が行われる。
図5に示すように、退避動作では、駆動部40のアクチュエータ41のモータ44が始動し、ピニオン歯車43が時計方向へ回動させられ、ラック42が前方へ大きく移動させられる。このとき、最初は、揺動支点部35が支点支持部13に当接している状態で、指向ミラー30が反時計方向へ回動し、その回動角度が図2に示す回動限界姿勢βを超えると、指向ミラー30の背部32aの上方部分、すなわち揺動支点部35よりも上方部分が対向支持部15の当接面15aに当たる。退避動作では、その後もピニオン歯車43によってラック42が前方(Y1方向)へ移動させられる。
その結果、図5に示すように、指向ミラー30は、背部32aと対向支持部15との当接部を支点として反時計方向へ大きく回動させられて、揺動支点部35が支点支持部13から離れる。ただし、付勢部材である板ばね14によって揺動支点部35が下方(Z2方向)へ付勢されているため、その付勢力で、ラック42の歯部42aがピニオン歯車43に押し付けられ、ラック42とピニオン歯車43との噛み合い状態が維持される。
図3に示すように、退避動作により、指向ミラー30が対向支持部15との当接部を支点として、回動限界姿勢βを超えて反時計方向へ大きく回動させられた状態で、モータ44が停止する。指向ミラー30が図3と図5に示す退避姿勢で停止すると、外光(太陽光)Laがウインドシールドガラス4を透過し、筐体11の開口部11dを通過して指向ミラー30の反射面31aに照射されたとしても、反射面31aで反射された外光反射光Lbは、上向きとなって前方に至り、投影部20へ直接に至ることがなくなる。すなわち、外光反射光Lbの光軸が投影部20に向くのを防止できるようになる。外光Laは、指向ミラー30と中間ミラー12で反射されることで収束光となるが、この光が投影部20に入りにくくなる。また、投影部20に入ったとしても光源21に集光しなくなり、投影部20を保護することが可能になる。
図3と図5に示すように、退避動作では、指向ミラー30が筐体11に設けられた対向支持部15との当接部を支点として反時計方向へ回動し、指向ミラー30の下端部34が筐体11の内部空間に向けて前方(Y1方向)へ移動するため、指向ミラー30の上端部33が、対向支持部15との当接部よりも後方(Y2方向)へ移動することはない。
仮に、指向ミラー30が、揺動支点部35を中心としてのみ角度が変化する構造であったとすると、指向ミラー30を図2に示す回動限界姿勢βよりもさらに反時計方向へ回動させて、外光Laが投影部20に影響を与えないような退避動作を行わせるためには、指向ミラー30の上端部33を後方へ向けて大きく移動させなくてはならなくなる。したがって、筐体11の後方に、さらに回動スペースを拡張することが必要になる。
これに対し、実施形態の車載用表示装置10では、調節動作で、指向ミラー30を、揺動支点部35を中心として回動させることで、アクチュエータ41の動作により指向ミラー30の角度を大きく変化させることができる。退避動作では、指向ミラー30が対向支持部15との当接部を支点として反時計方向へ回動し、下端部34を筐体11の内部空間に向けて大きく移動させているため、退避動作のための指向ミラーの回動に必要な動作スペースを特別に設けることが不要になり、筐体11の後方へ寸法増加を防止できるようになる。
実施形態の車載用表示装置10は、駆動部40に単一のアクチュエータ41が設けられ、ピニオン歯車43とラック42との噛み合い動作により、調節動作と退避動作とを一連の動作として行うことができるため、簡単な機構のアクチュエータ41で、調節動作と退避動作とを円滑に行うことが可能になる。ただし、本発明では、駆動部40に2種類のアクチュエータが設けられてもよい。例えば、調節動作では、第1アクチュエータにおいて、ピニオン歯車とラックとの噛み合いにより、指向ミラー30の角度を回動限界姿勢α―βの範囲で変化させ、退避姿勢では、第2アクチュエータを用い、指向ミラー30の揺動支点部35よりも下の部分を前方(Y1方向)に向けて大きく押し出すようにしてもよい。
また、筐体11に、揺動支点部35が、図4に示す位置から図5に示す位置まで移動できるように案内レール部や長穴ガイド部が設けられ、案内レール部や長穴ガイド部のY2側の端部が支点支持部13として機能するものであってもよい。
また、中間ミラー12と指向ミラー30は、いずれか一方が平面ミラーで、他方が凹面鏡を有するものあってもよい。また、投影部20に倍率の高いレンズが設けられているときは、中間ミラー12と指向ミラー30の双方が平面ミラーであってもよい。
1 自動車
4 ウインドシールドガラス(ハーフミラー部)
7 運転席
10 車載用表示装置
11 筐体
12 中間ミラー
13 支点支持部
14 板ばね(付勢部材)
15 対向支持部
20 投影部
21 光源
22 レンズ
24 画像生成部
30 指向ミラー
32b 背部
33 上端部
34 下端部
35 揺動支点部
40 駆動部
41 アクチュエータ
D 視認者(運転者)
I 虚像
L3 投影光
L5 指向反射光
Lb 外光反射光

Claims (5)

  1. 投影光を出力する投影部と、前記投影光を反射して、その反射光を運転席前方に位置するハーフミラー部に向けて斜め上向きに指向させる指向ミラーと、が設けられている車載用表示装置において、
    前記指向ミラーに設けられて、前記指向ミラーの上端部と下端部との間に位置する揺動支点部と、前記揺動支点部を支持する支点支持部、および前記揺動支点部を前記支点支持部に押圧するための付勢力を前記指向ミラーに与える付勢部材と、
    前記支点支持部よりも上方に位置して前記指向ミラーの反射面とは逆側の背部に対向する対向支持部と、
    前記支点支持部よりも下側で前記指向ミラーに力を与えて、前記揺動支点部が前記支点支持部に支持された状態で前記指向ミラーを揺動させる調節動作、ならびに前記指向ミラーに反射方向の前方へ向く力を与えて、前記背部を前記対向支持部に当接させ、その当接部を支点として、前記指向ミラーを、前記揺動支点部が前記支点支持部から離れた状態で回動させる退避動作を、行う駆動部と、
    が設けられていることを特徴とする車載用表示装置。
  2. 前記調節動作によって、前記ハーフミラー部の前方に生成される虚像と運転席との相対位置が調節され、
    前記退避動作によって、前記指向ミラーで外光を反射した外光反射光が前記投影部に影響を与えない向きとなるように、前記指向ミラーの姿勢が設定される請求項1記載の車載用表示装置。
  3. 前記投影部と前記指向ミラーとの間に、前記投影部で出力される投影光を前記指向ミラーに向ける中間ミラーが設けられている請求項1または2記載の車載用表示装置。
  4. 前記指向ミラーと前記中間ミラーの少なくとも一方が、凹面鏡である請求項3記載の車載用表示装置。
  5. 前記駆動部には、前記調節動作と前記退避動作とを一連の動作として行うアクチュエータが設けられている請求項1ないし4のいずれかに記載の車載用表示装置。
JP2018016091A 2018-02-01 2018-02-01 車載用表示装置 Active JP6888785B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018016091A JP6888785B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 車載用表示装置
US16/223,555 US10782523B2 (en) 2018-02-01 2018-12-18 On-vehicle displays device
EP19153296.9A EP3521885B1 (en) 2018-02-01 2019-01-23 Vehicle display device
CN201910095999.5A CN110103825B (zh) 2018-02-01 2019-01-31 车载用显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018016091A JP6888785B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 車載用表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019133039A JP2019133039A (ja) 2019-08-08
JP6888785B2 true JP6888785B2 (ja) 2021-06-16

Family

ID=65228348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018016091A Active JP6888785B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 車載用表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10782523B2 (ja)
EP (1) EP3521885B1 (ja)
JP (1) JP6888785B2 (ja)
CN (1) CN110103825B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109932824A (zh) * 2018-04-24 2019-06-25 惠州市华阳多媒体电子有限公司 一种风挡式hud的tft-lcd像源保护方法
JP7332448B2 (ja) * 2019-11-27 2023-08-23 京セラ株式会社 ヘッドアップディスプレイシステム及び移動体
JP7241005B2 (ja) 2019-11-27 2023-03-16 京セラ株式会社 ヘッドアップディスプレイシステムおよび移動体
JP7032003B2 (ja) * 2020-03-10 2022-03-08 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP7555169B2 (ja) * 2021-02-17 2024-09-24 パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
DE102023103580A1 (de) 2023-02-14 2024-08-14 E-Lead Electronic Co., Ltd. Mit geregelter Augenbox durch Hintergrundbeleuchtung versehenen Frontscheibenanzeige

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001097073A (ja) 1999-09-28 2001-04-10 Denso Corp 車両用ヘッドアップディスプレイ
DE10144491C2 (de) * 2001-09-10 2003-08-21 Siemens Ag Head Up Display mit Verstelleinrichtung für einen Spiegel
EP1500548B1 (en) 2002-04-22 2007-04-25 Nippon Seiki Co., Ltd. Display for vehicle
JP4062502B2 (ja) * 2002-08-30 2008-03-19 日本精機株式会社 車両用表示装置
JP2007086226A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp ヘッドアップディスプレイ装置
JP4309909B2 (ja) * 2006-12-01 2009-08-05 矢崎総業株式会社 車両用表示装置及びその表示位置調整支援方法
JP5126323B2 (ja) * 2010-02-08 2013-01-23 株式会社デンソー 車両用表示システム及びモータ制御装置
GB2499793B (en) * 2012-02-28 2018-01-17 Bae Systems Plc A deployment apparatus for a partially reflective combiner.
JP6087788B2 (ja) * 2013-10-31 2017-03-01 アルプス電気株式会社 車載用投影装置
WO2015098078A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 表示装置および表示ユニット
JP6408774B2 (ja) * 2014-03-25 2018-10-17 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6540988B2 (ja) * 2014-06-09 2019-07-10 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
US9360668B2 (en) * 2014-08-07 2016-06-07 Continental Automotive Systems, Inc. Dynamically calibrated head-up display
JP6384272B2 (ja) * 2014-10-30 2018-09-05 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
KR101640579B1 (ko) * 2015-11-06 2016-07-19 콘티넨탈 오토모티브 일렉트로닉스 유한회사 헤드업 디스플레이
JP6658351B2 (ja) * 2016-06-29 2020-03-04 株式会社リコー 画像表示装置およびヘッドアップディスプレイシステム
CN206863347U (zh) 2017-06-16 2018-01-09 江苏泽景汽车电子股份有限公司 一种hud图像位置高度调节机构
US20190107717A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Visteon Global Technologies, Inc. Head-up display system
JP2019089435A (ja) * 2017-11-14 2019-06-13 カルソニックカンセイ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019133039A (ja) 2019-08-08
US20190235245A1 (en) 2019-08-01
US10782523B2 (en) 2020-09-22
EP3521885A1 (en) 2019-08-07
EP3521885B1 (en) 2022-11-02
CN110103825A (zh) 2019-08-09
CN110103825B (zh) 2024-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6888785B2 (ja) 車載用表示装置
JP6265701B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP5878712B2 (ja) 車両用表示装置
JP4949487B2 (ja) 車両用表示装置
JP6435159B2 (ja) 角度調整機構および表示装置
JP5741251B2 (ja) 虚像表示装置
JP6693474B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2003039981A (ja) 車載用ヘッドアップディスプレイ装置
JP5916093B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2007086226A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP4648730B2 (ja) 車両用表示装置
JP2009222882A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP6760220B2 (ja) 角度調整機構、反射鏡ユニット、および、表示装置
JP6505280B1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置のミラー支持構造
JP2021173769A (ja) 虚像表示装置
JP6286427B2 (ja) 自動車用のディスプレイ
JP6965672B2 (ja) 虚像表示装置
WO2012117496A1 (ja) 表示装置
JP6808291B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2006248322A (ja) 車両用表示装置
JP2019162904A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置のミラー支持構造
JP7554394B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ
JP7294342B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP7327263B2 (ja) 虚像表示装置
WO2022176525A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200827

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210428

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210511

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6888785

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150